第四节 用途广泛的金属材料 铜及其化合物
考纲定位 要点网络 1.了解合金的概念及其重要应用；了解化学与金属材料的关系。 2.掌握金属铜及其重要化合物的主要性质及应用。 3.了解铜及其重要化合物的制备方法。 4.了解常见金属的活动性顺序和常见金属的冶炼方法。
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合金与金属矿物的开发利用
1．合金
(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
注意：并非所有的金属都能形成合金，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。如Cu与Na，Fe与Na等不能形成合金。
2．常见的金属材料 (1)金属材料的工业分类
黑色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 有色金属材料 除黑色金属以外的其他金属及其合金 2
(2)常见合金材料
铝???
性能：良好的延展性和导电性铝???
用途：制导线及? ③铝合??性能：密度小、强度高、塑性好、易于
金
?铝合金??
成型、制造工艺简单、成本低廉??用途：主要用于建筑业、容器和包装?业、交通运输业、电子行业等
3．金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在形态
①在自然界中绝大多数金属以化合态的形式存在。 ②少数化学性质不活泼的金属存在游离态。 (2)金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋
＋ne－
===M。(3)金属冶炼的一般步骤
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(4)常见冶炼方法(对于金属活动顺序表中金属) ①电解法——K～Al
电解
Na：2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑； 电解
Mg：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑； 电解
Al：2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑。
冰晶石②热还原法——Zn～Cu
△
高炉炼铁：3CO＋Fe2O3=====2Fe＋3CO2； 高温
铝热反应制铬：2Al＋Cr2O3=====2Cr＋Al2O3； 高温
焦炭还原铜：C＋2CuO=====2Cu＋CO2↑。 ③热分解法——Hg、Ag △
Hg：2HgO=====2Hg＋O2↑； △
Ag：2Ag2O=====4Ag＋O2↑。 [补短板]
(1)绝大部分金属在常温是固体，但汞为液体。 (2)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。
(3)成分金属与合金的物理性质相比有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。
(4)金属越活泼，一般发现或使用的越晚。 (5)金属只有正价，反应时只表现还原性。
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(6)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如
850 ℃700～800 ℃
Na＋KCl=====K↑＋NaCl、2RbCl＋Mg===========MgCl2＋2Rb↑等，在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。
(7)活泼金属用电解法冶炼时，不能用其化合物的水溶液进行电解。 [知识应用]
1．工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3？冶炼镁为什么用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO?
[答案] AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝。尽管MgO属于离子化合物，但其熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融，故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl2的方法。
2．铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？ [答案] 铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。
3．热还原法用到的还原剂有焦炭、CO和H2，试从所得产物纯度及对环境污染的角度考虑哪种还原剂更好？
[答案] 最好的还原剂是H2；原因是焦炭会使产品的纯度降低，CO会污染环境。
命题点1 金属材料的性能及其应用 1．下列说法中正确的是 ( )
A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料 B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料 C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔 D．铜是导电性、导热性最好的有色金属
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2021高考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第4节 用
